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简述离心式压缩机结构原理及常见故障分析

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  摘 要:离心式压缩机又称透平式压缩机,早期,由于这种压缩机只适于低,中压力、大流量的场合.随着石油、化工生产的扩大和机械加工工艺的发展,离心式压缩机的应用范围大为扩展。同时由于制造水平的提高,离心式压缩机已跨入了由活塞式压缩机所占据的高压领域迅速地扩大了它的应用范围,近几十年来,离心式压缩机已成为石油、化工等部门用来强化生产过程的关键设备。
  关键词:离心式压缩机;特点;结构;工作原理;喘振;常见故障
  1 前言
  離心式压缩机是高速运转机器,它的安装要求很高,因此无论拆卸还是安装,都存在着一定的困难,内部都是高精度、易损部件。为了保证设备正常运转及维护便捷,在此对其结构、原理做简要分析。
  2 离心式压缩机的总体结构
  离心式压缩机由转子和定子两部分组成:转子包括叶轮和轴,叶轮上有叶片、平衡盘和一部分轴封;定子由机壳、扩压器、弯道、回流器、蜗壳等组成,定子又称为固定元件,为了减少机器的内外泄露,还有一些附属的密封、冷却装置。
  3 离心式压缩机的基本工作原理
  当叶轮高速旋转时,气体随着旋转,在离心力作用下,气体被甩到后面的扩压器中去,而在叶轮处形成真空地带,这时外界的新鲜气体进入叶轮。叶轮不断旋转,气体不断地吸入并甩出,从而保持了气体的连续流动。
  4 流通元件中参数的变化
  压力与温度曲线
  流道损失是指气体在吸压室、叶轮、扩压器、弯道和回流器等元件中流动时产生的损失,包括流动损失和冲击损失。
  压缩机的叶轮在气体中做高速旋转运动,所以叶轮的转盘和轮盖两侧壁与气体发生摩擦而引起的能量损失,这部分无用功的损耗成为轮阻损失。
  叶轮出口的气体有一部分从密封间隙中泄露出来而流回叶轮进口,由于气体的压差也会是有一部分高压气体从高压级泄露道低压级,这种泄露所造成的能量损失成为漏气损失。
  5 喘振
  喘振的形成机理原因,当流量小于设计流量到一定程度时,离心式压缩机就会出现不稳定的工作状况,因为当实际运转的流量小于设计流量时,气流进入叶片的方向与叶片的进口角度不一致,在叶片的工作面产生气体分离现象,且气流沿着与叶轮旋转相反的方向移动而形成一个气流分离区。如气量愈小,则分离现象愈严重,气流的分离区域越大。此时如果气量减小到最小值,则整个叶片流道不但没有气体流出,而且还会形成漩涡倒流,气体从叶轮的出口倒流回叶轮的进口,倒流回来的气体弥补了流量的不足,从而维持正常工作,重新把倒流回来的气体压出去,这样又造成机体中流量的减小,机器及排气管中产生低频高振幅的压力脉动,并产生噪声,叶轮应力增加,整机发生剧烈震动,如果机器在这种状况下持续工作将导致机器的损坏,这种现象称为“喘振”。
  喘振一般是由叶片扩压器中气体边界层分离,并扩及整个流道所引起的。离心压缩机在喘振时的工作状态称为喘振工况。
  6 常见故障及其排除方法
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